電磁相互作用の基礎と物理学的特徴

電磁相互作用（でんじそうごさよう、英: electromagnetic interaction）または電磁気力（でんじきりょく、英: electromagnetism）とは、自然界における基本的な四つの相互作用の一つである。電場や磁場から電荷を持つ粒子が受ける力を指し、古典的には電磁気学によって記述される。

理論的背景とゲージ理論

場の量子論において、電磁相互作用はU(1)ゲージ対称性を持つゲージ場理論として定式化される。ラグランジュ形式を用いた議論では、U(1)ゲージ場の成分がスカラーポテンシャルおよびベクトルポテンシャルに対応する。オイラー＝ラグランジュ方程式を解くことにより、物質から電磁場への影響や、電磁場から物質への影響を導出することが可能となる。

電磁気力と相互作用の媒介

マクロな系において、電磁相互作用は電気力および磁気力として現れる。電荷には正と負の二種類が存在し、同符号の間には斥力、異符号の間には引力が働く。また、量子論の枠組みでは、これらの相互作用は素粒子である光子によって媒介されるとされる。

他の相互作用との関係

電磁相互作用は、1967年にスティーヴン・ワインバーグとアブドゥルスラームによって提唱されたワインバーグ・サラム理論により、弱い相互作用と統一され、電弱相互作用として説明されるようになった。